bachiller

2.2 HIDRODINAMICA. Parte de la Física que estudia los fluidos movimiento.
Dirigiremos nuestra atención a la dinámica de fluidos, es decir, a fluidos en movimiento. Se dice que el
movimiento del fluido es de régimen estable o laminar, cuando la velocidad en un punto del espacio
cualquiera no varía con el tiempo. Toda partícula de fluido que pase por ese punto, tendrá siempre la
mismavelocidad, en otro punto la partícula puede tener otra velocidad.

V

= Cte

Arriba de cierta velocidad crítica, el flujo del fluido se vuelve no estable o turbulento. Este flujo es irregular
caracterizado por pequeñas regiones similares a torbellinos.

Fig. 20

En el capítulo anterior, estudiamos que los fluidos en reposo no ejercen fuerzas paralelas sobre las
superficies que los contienen,debido a que en ese estado no son rígidos. Ahora sucede lo contrario, los
fluidos en movimiento si ejercen fuerzas paralelas sobre las paredes por donde se deslizan, dando origen
a rozamientos internos entre sus moléculas, que transforman su energía cinética en calor. En general, el
término viscosidad se emplea en el flujo de fluido para caracterizar el grado de fricción interna en el fluido.Esta fricción interna o fuerza viscosa se asocia a la resistencia que presentan dos capas adyacentes del
fluido a moverse una respecto a la otra. Por lo tanto, la fuerza viscosa no tiene su origen, en realidad, en
el deslizamiento de una capa del flujo de fluido sobre la otra. La fuerza viscosa es grande cuando es
grande la fuerza necesaria para producir esta pérdida de velocidad debida aldeslizamiento. La viscosidad
η es una medida de la fuerza que es necesaria para deslizar una capa de fluido sobre la otra. Un valor
grande de η corresponde a un fluido ligero como el agua o el éter. La viscosidad es una propiedad
intrínseca de un flujo de fluido y no depende de la naturaleza de la superficie a lo largo de la cual se
mueve el fluido.
Las dimensiones de la viscosidad son,
-1

[η ]= M. L .T

-1

2

2

En el sistema SI las unidades de la viscosidad (η) son N-s /m , en el sistema cgs son dinas-s /cm .
La unidad SI de viscosidad recibe el nombre de Poiseuille (PI), y la unidad cgs el nombre de Poise (P). La
relación entre estas unidades es,
2

5

2

2

1 PI = 1 N-s /m = 10 dinas-s / (10 cm )
= 10 dinas-s /cm
= 10 P

2

36

TABLA 5. Viscosidad dealgunos gases y líquidos comunes

FLUIDO

TEMPERATURA °C

VISCOSIDAD
POISES(DINA-s/cm2)

VISCOSIDAD
POISEUILLES (N-s/m2) o PI

25

3.16 x10-3

3.16 x 10-4

37

1.5 x 10

-2

1.5 x 10-3

4.0 x 10

-2

4.0 x 10 -3

-2

1.20 x 10-3

-3

2.33 x 10-4

LIQUIDOS
Acetona
Plasma sanguíneo
Sangre

37

Etanol

20

1.20 x 10

Eter

20

Glicerina

2014.9

1.49

Mercurio

20

1.55 x 10-2

1.55 x 10-3

Aceite ligero de máquina

16

1.33

0.113

38

0.34

3.4 x 10-2

0

1.79 x 10 -2

1.79 x 10-3

20

1.00 x 10

-2

1.00 x 10-3

37

6.91 x 10-3

6.91x 10-4

-3

2.82 x 10

2.82 x 10-4

1.71 x 10-4

1.71 x 10-5

-4

1.83 x 10-5

40

1.90 x 10

-4

1.90 x 10 -5

20

1.94 x 10 -41.94 x 10-5

-4

1.25 x 10-5

Agua

2.33 x 10

100
GASES
Aire

0
18

Helio
Vapor de Agua

100

1.83 x 10

1.25 x 10

Para obviar todos los problemas de la viscosidad entre las moléculas de un fluido, vamos a considerar,
para nuestro caso, un fluido ideal, con cuatro consideraciones.
Fluido no viscoso: No existen fuerzas de rozamiento interno entre las moléculas.Fluido estable (laminar): La velocidad en cualquier punto del fluido, permanece constante.
Fluido incompresible: La VISCOSIDAD de un fluido incompresible permanece constante (η = Cte.)
Fluido irrotacional: No existe movimiento angular del fluido alrededor de algún punto. ( Si una
rueda situada en cualquier lugar en el fluido no rota, alrededor de su centro de masa, el flujo es
irrotacional. Si...